工程热力学实验报告.docx

二氧化碳临界状态观测及?p-υ-t 关系实验报告 一、实验原理及过程简述? ? 实验原理 1、整个实验装置由压力台、恒温器和试验本体及其防护罩三大部分组成。 2、对简单可压缩热力系统，当工质处于平衡状态时，其状态参数p,v,t之间有： F(p,v,t)=0或t=f(p,v)(1) 本试验就是根据(1)，采用定温方法测定CO2的的p-υ之间的关系，从而找出CO2的p-υ-t的关系。 3、实验中由压力台送来的压力油进入高压容器和玻璃杯上半部，迫使水银进入预先装入CO2气体的玻璃管。CO2被压缩，其压力和容积通过压力台上的活塞杆的进、退来调节，温度由恒温器供给的水套里的水温来调节。 4、实验工质CO2的压力由装在压力台上的压力表读出(如果提高精度，还须考虑水银柱高的修正等)。温度由插在恒温水浴中的温度传感器读出。比容首先由承压玻璃管内CO2柱的高度来度量，而后再根据承压玻璃管内径均匀、截面积不变等条件换算得出。 实验过程 1、安装实验设备 2、加压前的准备 因为压力台的油缸容量比主容器容量小，需要多次从油杯里抽油，再向主容器充油，才能在压力表上显示压力读数。 3、纪录实验的原始数据 4、测定t=20℃时的定温线、测定临界(t=31.1℃)等温线、临界参数入临界现象观察、测定t=40℃时的等温线，将数据填入实验记录附表1。 ? ? 二、实验原始数据记录? ? 根据?8.0MPa?时的?CO2?的液体高度?h*?=0.067m, k???m?? A ?h* 0.00117 =?57.2650kg/m^3，可得表一和表二： 表一CO2?等温实验原始记录（有误差的） t=20℃ t=31.1℃ t=40℃ P (MP a) ? ? △h v?? ?h ? ? 现象 P ?(MPa ) ? ? △h v?? ?h ? ? 现象 P ?(MPa ) ? ? △h v?? ?h ? ? 现象 k ? (*10-3) k ? (*10-3) k ? (*10-3) 4.41 18.81 3.28 全部气 体 4.41 20.09 3.51 全部气 体 4.41 20.43 3.57 全部气 体 4.90 16.50 2.88 气体减 少 4.90 17.91 3.13 气体减 少 4.90 18.91 3.30 气体减 少 5.20 14.91 2.60 同上 5.60 15.32 2.68 同上 5.30 17.40 3.04 同上 5.50 14.00 2.44 有液体 产生 6.20 13.40 2.34 同上 5.70 16.09 2.81 同上 ? 5.60 ? 13.71 2.39 气液共存液体 增多 ? 6.80 ? 11.60 2.02 ? 同上 ? 6.10 ? 14.91 2.60 ? 同上 5.75 13.19 2.30 同上 7.20 10.31 1.80 同上 6.50 13.78 2.41 同上 5.90 12.00 2.10 同上 7.32 9.59 1.67 同上 6.80 12.95 2.26 同上 6.10 10.01 1.75 同上 7.44 8.11 1.41 气液模 糊共存 7.00 12.51 2.18 同上 6.20 7.81 1.36 同上 7.50 7.42 1.30 同上 7.20 12.08 2.11 同上 6.30 7.00 1.22 同上 7.60 7.30 1.27 全部为 气体 7.40 11.58 2.02 同上 6.90 6.70 1.17 气体全 部液化 7.70 7.12 1.24 同上 7.60 11.02 1.92 同上 7.20 6.70 1.17 全部液 体 7.80 7.00 1.22 同上 7.80 10.63 1.86 同上 8.0 6.70 1.17 同上 8.0 6.91 1.21 同上 8.0 10.21 1.78 同上 ? 表二临界比容υc(m3/kg) ? 标准值 ? 实验值 v ????RTC?cP C v ???3RTC?c8P C ? 0.00216 ? 0.0014 ? 0.0077 ? 0.0029 三、实验结果整理及误差分析 A、等温曲线绘制与比较：?1、等温线图： （蓝色-20°c，橘色-31.1°c，灰色-40°c） ? ? 2、比较分析： ? ? ? 与标准曲线相比，实验所得图形分析如下： ①两个等温线图的形状有差别，实验数据绘制的图形出现了明显的拐点 ②20度时的气液共存区右端点的值不一样，图中在气液共存条件下出现拐点，在完全液化条件下几乎平直。 ③大致走向和标准图相符，固定温度下压强随比体积的变化而变化的方向都是随着比体积的增加温度降低。 实验结果分析： ①在20摄氏度时实验所得曲线相对而言，不是很平坦，这和实验所测得的点数有关，从总